Мозг. Как он устроен и что с ним делать - Илья Мартынов

По правде говоря, мозг ничего не видит, не слышит и не осязает. Он плавает в темной черепной коробке, омываемый спинномозговой жидкостью. По сути, он получает электрохимические сигналы с кабелей, идущих от разных систем чувствительности. Но за миллиарды лет эволюции нервной системы мозг научился распознавать эти самые сигналы просто виртуозно!

Еще в первой части мы с вами выяснили, что мозгу все равно, откуда приходят сигналы. Если пути от глаз подвести к слуховой коре, мозг будет «видеть» слухом. Это называется сенсорным замещением. В мозг информация попадает по не совсем стандартным каналам восприятия, но он все равно способен ее декодировать. Этим объясняется, почему в эксперименте с «видением» спиной мозг распознавал картинку с камеры. Он просто разбирается, что делать с сигналом в зависимости от ситуации и своих возможностей. По своей природе наш мозг – универсальная вычислительная машина.

Ключевое слово в этом определении – «универсальная».

Однако можно ли расширить умвельт? В 2015 году известный нейробиолог Дэвид Иглмен во время выступления на конференции TED представил вариант устройства, передающего информацию из интернета прямо в мозг. В течение пяти секунд человек получает данные на специальный жилет, декодирующий сигнал на спине (по тому же принципу, как решетки с соленоидами на спинке стоматологического кресла). Испытуемый смотрит на экран, перед ним две кнопки. Он нажимает на одну из них и получает какой-то ответ (например, рожицу с эмоцией разочарования). На самом же деле человек даже не знает, что за данные из интернета передаются ему на жилет.

А принимает он данные с фондовой биржи. Кнопки означают принятие или отклонение сделки. Если сделка удачная – появляется счастливая физиономия, если нет – разочарованная. И сейчас ученые ищут ответ на вопрос: сможет ли мозг интерпретировать данные с биржи с помощью дополненного умвельта. В настоящий момент исследования в этой области продолжаются, окончательных выводов не получено. Но теоретически это вполне возможно.

Представьте, как изменится мир, если мы научимся «чувствовать» интернет (практически в обход сознания). Мы ведь так же сможем чувствовать автомобиль, смартфон, да что там – мир вокруг нас. Если раньше подобные идеи считались запредельной фантастикой, то сегодня это уже вполне осязаемая реальность.

Нейрокоммуникации и нейробыт

В настоящее время активно разрабатываются так называемые нейрокомпьютерные интерфейсы. Это устройства, способные соединять мозг с компьютером. Условно можно разделить интерфейсы на инвазивные (то есть требующие прямой доступ к мозгу) и неинвазивные.

Инвазивные интерфейсы подключаются обычно прямым введением электродов в тот или иной участок мозга. В 2018 году вышла работа с описанием исследований, в ходе которых испытуемых научили превращать электрические сигналы в мозге в команды для обыкновенного компьютера. Электроды вживили в моторную кору. Когда испытуемые представляли, что двигают курсором на экране, имплант декодировал информацию и передавал на компьютер. Так испытуемым удалось научиться перемещать курсор и кликать по нужным кнопкам «силой мысли». Испытуемые даже смогли заказать продукты в онлайн-магазине.

Подобные инвазивные нейроинтерфейсы уже давно помогают парализованным людям. К примеру, несколько лет назад были созданы устройства, передающие информацию из мозга на внешнюю роботизированную руку. Испытуемые научились управлять этой рукой, используя мысленные команды.

Но получение доступа к мозговой ткани – достаточно опасная затея. В настоящее время ведутся разработки в области создания интерфейсов, работающих по принципу ЭЭГ. Этот подход не требует вскрытия черепной коробки, а сигналы из мозга получают с помощью чувствительных электродов. Такая технология значительно безопаснее и дешевле инвазивных аналогов. Сейчас такие технологии используют для тренировки внимания. Человек через механизмы биологической обратной связи получает информацию о состоянии своего внимания. В таком виде интерфейс «мозг – компьютер» выполняет роль физиологического зеркала. Человек может не только видеть изменения своих когнитивных функций, но и сознательно регулировать их.

Однако некоторые ученые полагают, что со временем и ЭЭГ-устройства уйдут в прошлое. Уже сегодня ведутся разговоры о покрытии мозга наночастицами, которые будут обрабатывать и передавать сигналы, поступающие из мозга, на внешние устройства. Никаких электродов, никаких проводов.

Как вы понимаете, мы плавно движемся в сторону «чтения» мыслей. Представьте, сколько будут платить рекламодатели за данные из вашего мозга.

Помимо соединения мозга с компьютером, уже сегодня стало возможным создание интерфейса «мозг – мозг». Вот представьте: жили вы с супругом и захотелось вам объединиться – быть уже не «половинками», а единым целым. Пожалуйста!

А началось все с эксперимента 2013 года, когда Раджеш Рао и Андреа Стокко связали свои два мозга в единую систему. У одного из исследователей регистрировалась электроэнцефалограмма и производилось декодирование двигательных программ работы мозга. Как вы уже знаете, за подобную активность отвечает двигательная кора. Второй исследователь находился в другом конце университетского городка Вашингтона, и к его голове была подведена стимулирующая магнитная катушка.

Регистрируемый сигнал из мозга первого исследователя (Раджеша Рао) через интернет передавался на компьютер, управляющий работой стимулирующей магнитной катушки. Исследователи играли в игру, где необходимо решать, в какой момент открыть огонь по мишени. Когда Раджеш Рао принимал решение, что пора атаковать, сигнал из его мозга через интернет посылался на магнитную катушку над головой Андреа Стокко. Палец последнего нажимал на кнопку как бы самопроизвольно, минуя механизмы принятия решения. То есть мозг Рао управлял командами в мозге Стокко.

Мы все ближе подбираемся к теме не просто манипулирования людьми, а возможности прямого управления ими (то есть нами). История про бионического солдата «Робокопа» из одноименного фильма становится все ближе к реальности.

Совсем недавно, в 2018 году, исследователи пошли дальше и связали воедино уже не два мозга, а целых три! Принцип работы интерфейса «мозг – мозг» был тем же. У двух испытуемых регистрировалась активность мозга с помощью ЭЭГ.

На этот раз для тестирования технологии использовался аналог всем известной игры «Тетрис». Двое испытуемых смотрели на экран и мысленно принимали решение разворачивать падающую фигуру. В свою очередь третий испытуемый не имел доступа к экрану, а лишь получал информацию от первых двух игроков (посредством стимуляции затылочной зрительной коры). Его задачей было, основываясь на полученной информации, принять окончательное решение: повернуть фигуру или оставить в том же положении.

Так вот, точность правильных решений составила более 81 %. Авторы использовали различные протоколы экспериментов, чтобы удостовериться в корректности наблюдений. К примеру, они отправляли сигнал от одного из испытуемых, наблюдавших за экраном, с сильным шумом. И тогда мозг третьего игрока определял, что информация от другого испытуемого (без шума) более надежная! По сути, третий игрок заглядывал в мозги сразу двум игрокам одновременно!